Brzmi to jak coś od twórców Star Trek, ale naukowcy widzą możliwości wynikające z głębokiej stymulacji mózgu u osób z łagodną chorobą Alzheimera. W świecie, w którym dostępne są leki, ale korzyści są ograniczone, ważne jest, aby nadal opracowywać alternatywne terapie zapobiegające chorobie Alzheimera.
Co to jest stymulacja głębokiego mózgu?
Deep Brain Stimulation (DBS) to procedura, w której elektrody są umieszczane w mózgu i zaprogramowane tak, aby wydzielały małe impulsy elektryczne w celu stymulowania aktywności mózgu.
DBS jest stosowany od kilku lat u osób z chorobą Parkinsona, który odniósł znaczny sukces w zmniejszaniu drgawek i skurczy mięśni, a także poprawia postawę. Jest również badany w leczeniu innych schorzeń, takich jak depresja i zaburzenie obsesyjno-kompulsywne.
W jaki sposób elektrody są umieszczone w mózgu?
Krótka odpowiedź: operacja mózgu. Aby DBS było możliwe, przewody muszą być włożone do mózgu. W znieczuleniu miejscowym neurochirurg wierci otwory w czaszce pacjenta i ostrożnie wtyka przewody w różne obszary mózgu. (Znieczulenie miejscowe, gdy pacjent jest przebudzony, ale obszar jego ciała jest zdrętwiały, można go użyć, ponieważ sam mózg nie odczuwa żadnego bólu).
Wszczepienie urządzenia stymulującego jest następnie wszczepiane pod znieczuleniem ogólnym do klatki piersiowej osoby może ostatecznie dostarczyć 130 miniaturowych impulsów elektrycznych na sekundę do przewodów, a w konsekwencji do mózgu. Po wstępnym wszczepieniu stymulator jest wyłączony; kilka dni lub tygodni po zabiegu stymulator jest włączony i zaczyna dostarczać impulsy elektryczne do mózgu.
Kiedy stosuje się je w leczeniu choroby Alzheimera, druty te są zazwyczaj połączone z mózgiem. Według Johns Hopkins Medicine, "fornix jest ścieżką mózgową, kluczową w dostarczaniu informacji do hipokampa, części mózgu, w której rozpoczyna się nauka i wspomnienia, i gdzie pojawiają się najwcześniejsze objawy choroby Alzheimera."
Jak działa stymulacja głębokiego mózgu?
Istnieje kilka teorii na temat tego, dlaczego działa, ale nie ma jeszcze jednoznacznej odpowiedzi. W chorobie Parkinsona uważa się, że przeszkadza i zakłóca błędne wypalanie mózgu.
W rzeczywistości, zrozumienie DBS przez naukowców jest tak ograniczone, że możliwość wykorzystania go w chorobie Alzheimera została odkryta przypadkowo, kiedy DBS było testowane na człowieku, który był chorobliwie otyły jako sposób na kontrolowanie swojego apetytu. Kiedy testowali go z umieszczeniem drutu i impulsami elektrycznymi, zameldował żywe wspomnienie. Kiedy wyłączyli impulsy, pamięć zniknęła, a kiedy włączyli stymulator, pamięć powróciła. Doprowadziło to do uświadomienia sobie, że być może istnieje sposób na stymulowanie mózgu i wspomnień, które on posiada.
Czy to bezpieczne?
DBS wydaje się dość bezpieczny. Chociaż myśl o operacji mózgu brzmi bardzo ryzykownie, eksperci twierdzą, że ta procedura nie jest tak inwazyjna, jak się wydaje.
Zawsze istnieje ryzyko związane z operacją mózgu; jednak ponad 100 000 osób na całym świecie cierpiących na chorobę Parkinsona przeszło DBS z minimalnymi problemami. Ryzyko obejmuje infekcję, awarię sprzętu, udar, awarię baterii i ruch drutu.
Badania nad stymulacją głębokich mięśni i chorobą Alzheimera
Badanie fazy I
W roku 2010 czasopismo "Annals of Neurology" opublikowało wyniki badań klinicznych fazy I przeprowadzonych w Kanadzie z sześcioma osobami, u których zdiagnozowano wczesną chorobę Alzheimera. Każdy z nich miał głęboki stymulator mózgu chirurgicznie wszczepiony do mózgu i doświadczył 12 miesięcy ciągłej stymulacji elektrycznej.
Testowanie ich funkcjonowania poznawczego po 6 i 12 miesiącach wskazało poprawę lub mniej niż oczekiwano zmniejszenie liczby trzech z sześciu uczestników.
Dodatkowo do oceny mózgowego metabolizmu glukozy wykorzystano skany PET, czyli zdolność mózgu do rozbijania cukrów na paliwo mózgowe, a także może być wskaźnikiem poziomu aktywności neuronów w mózgu. Ludzie z chorobą Alzheimera zwykle wykazują spadek metabolizmu glukozy w czasie, ale tych sześciu uczestników badania wykazało wzrost, który utrzymywał się przez całe badanie. Co ciekawe, spadająca zdolność mózgu do rozkładania cukru w chorobie Alzheimera spowodowała, że niektórzy badacze nazwali Alzheimera "cukrzycą typu 3".
Badanie II fazy
W badaniu II fazy przeprowadzonym przez Johnsa Hopkinsa 42 pacjentów w wieku od 45 do 85 lat uczestniczyło w DBS, aby zająć się chorobą Alzheimera. Każdy z nich przeszedł operację DBS do implantacji w latach 2012-2014. Połowa z nich miała stymulatory włączone po 2 tygodniach, a połowa z nich włączyła je po 12 miesiącach. Było to badanie podwójnie ślepe, ponieważ ani lekarze, ani pacjenci nie wiedzieli, kiedy stymulatory zostały aktywowane.
Poznanie oceniano w tym badaniu za pomocą wielu testów, w tym ADAS-Cog 13. Mózgowy metabolizm glukozy mierzono również w różnych obszarach mózgu.
Wyniki tego badania były interesujące i niekoniecznie oczekiwane. W 6 miesięcy po implantacji stymulatora mózgowy metabolizm glukozy znacznie się zwiększył, ale przyrosty te nie utrzymały się po 12 miesiącach. Dodatkowo odnotowano zależną od wieku różnicę w odpowiedzi. Uczestnicy powyżej 65 roku życia wykazali poprawę w funkcjonowaniu poznawczym i metabolicznym metabolizmie glukozy. Osoby, które nie ukończyły 65 lat, nie wykazały istotnych ulepszeń w żadnym z tych obszarów. Naukowcy wysunęli teorię, że ten efekt mógł być związany z czasami większym pogorszeniem struktury mózgu u młodszych osób z chorobą Alzheimera (wczesnym początkiem choroby Alzheimera), w porównaniu do osób z późnym początkiem choroby Alzheimera.
Podsumowanie efektów DBS na mózg
Wpływ DBS na Alzheimera został zbadany podczas tych badań klinicznych fazy I i fazy II, ale informacje na temat jego wpływu na mózg zostały również zebrane z jego wykorzystania w innych warunkach, w tym w innych badaniach. badania i leczenie choroby Parkinsona. Stwierdzono następujące efekty:
Poprawa ogólnego poznania:Badania nad DBS u osób z chorobą Alzheimera zaowocowały poprawą funkcji poznawczych dla niektórych uczestników, mierzoną licznymi testami neuropsychologicznymi. Testy te mierzą kilka aspektów funkcjonowania mózgu, w tym pamięć, orientację, rozpoznawanie słów i wiele innych.
Zwiększona objętość hipokampa:Podczas gdy hipokamp (część mózgu związana z pamięcią) ulega atrofii z obecnością starzenia, a bardziej istotnie w chorobie Alzheimera, stwierdzono, że DBS zwiększa objętość hipokampa u osób z chorobą Alzheimera. Objętość hipokampa była skorelowana z funkcjonowaniem pamięci.
Zwiększony mózgowy metabolizm glukozy:Jak podkreślono powyżej, niektórzy pacjenci, którzy otrzymali DBS, wykazali lepszy metabolizm glukozy w wielu obszarach mózgu.
Zwiększona objętość fornixu i ciałek mammillarnych:Mózg i ciało ssące w mózgu (które są związane z funkcjonowaniem pamięci) wykazały zwiększoną objętość po DBS u osób z chorobą Alzheimera.
Wyższe poziomy acetylocholiny:W badaniach wykazano również, że DBS wyzwala uwalnianie acetylocholiny. Acetylocholina pomaga przekazywać wiadomości z jednej komórki nerwowej do drugiej w naszych mózgach.
Zwiększona pamięć przestrzenna:Po głębokiej stymulacji mózgu do szczęki szczurów, wykazali ulepszoną pamięć przestrzenną w ich zdolności do poruszania się w labiryncie. Podczas gdy badania na zwierzętach nie zawsze przenoszą się na ludzi, często dostarczają nam wglądów dotyczących bezpieczeństwa i skuteczności procedur eksperymentalnych.
Zmniejszona fluencja słowna:Głębokie stymulacja mózgu była stosowana od lat u osób z chorobą Parkinsona z istotnie pozytywnymi wynikami. Jednak niektóre badania wykazały, że fluencja słowna spadła w niektórych z tych osób. Podczas gdy wielu z chorobą Parkinsona uważa, że to ryzyko jest warte korzyści, jaką zapewnia im głęboka stymulacja mózgu. może nie tak łatwo zostać uznane za warte ryzyka u osób z chorobą Alzheimera.
Czynniki etyczne
Podczas gdy przeprowadzono wiele badań na ludziach, niektórzy badacze domagają się dodatkowych i rozszerzonych badań z użyciem DBS u zwierząt, zanim będą kontynuować dalsze badania z ludźmi. Podkreślają, że chociaż byli uczestnicy badania DBS, którzy doświadczyli poprawy zdolności poznawczych, było także kilka innych, którzy odmówili w niektórych obszarach poznawczych po głębokiej stymulacji mózgu.
Badacze podkreślają także fakt, że brak jest zrozumienia, jak działa głęboka stymulacja mózgu; w związku z tym zaleca się, aby uzyskać więcej informacji przed rozszerzeniem badań klinicznych z ludźmi.
Słowo od Verywell
Głęboka stymulacja mózgu została dobrze ugruntowana jako odpowiednie leczenie choroby Parkinsona; jednak potrzebne są dalsze badania, aby dostrzec jego zalety w chorobie Alzheimera. Potencjał DBS do poprawy funkcji poznawczych jest ekscytujący, zwłaszcza, że wciąż walczymy o znalezienie skutecznego leczenia choroby Alzheimera.
